[发明专利]一种钻孔深度精确测量装置及方法

权利要求书

1.一种钻孔深度精确测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1：在预定钻孔处安装钻机，在钻机上设置称重模块,在钻孔位置的地面安装钻深辅助指示装置,所述钻深辅助指示装置包括座体、接触测深机构和显示器，所述接触测深机构包括测深轮和计数器，所述测深轮设有轮槽，所述轮槽内绕装有测深绳，所述称重模块、所述计数器、所述显示器分别与控制中心电性连接；

S2：钻进加工，根据钻孔实时深度将所需数量的附加钻杆同轴安装至主动钻杆上，并使钻深辅助指示装置与主动钻杆以及各附加钻杆活动接触配合；钻进过程中，所述测深轮与钻杆滚动接触而不断旋转，所述计数器同时自动计量测深轮的转动圈数，通过测深轮的周长乘以圈数即可换算得出钻杆的下降距离，并记录为第一孔深H₁；

S3：将测深绳自由端的固定扣与主动钻杆或者附加钻杆连接固定，随着钻杆不断钻进伸入钻孔的深处，测深绳在轮槽中卷放出的长度同步发生改变，通过测深绳上的刻度部读取钻杆在钻孔中的长度，并记录为第二孔深H₂；

S4：与此同时，受到与钻机钻进方向相反的拉力，并达到称重模块的阈值时，称重模块启动并记录测量拉力值G_i；

在钻进开始时，称重模块称量主动钻杆及多个附加钻杆在下杆时的拉力为G1，逐次测量钻进接杆后拉力值G₁、G₂,直至称重模块称量主动钻杆及多个附加钻杆在最深处时的拉力为G_n，根据所测量的拉力值G₁、G₂……G_n，并结合浮力系数、钻井与钻杆之间的摩擦系数、钻杆的重力系数、钻孔倾角修正系数，采用公式(1)计算主动钻杆及多个附加钻杆深入地面的第三孔深H₃；

公式(1)中，主动钻杆的进尺长度为L₀,浮力系数k＝0.76，钻井与钻杆之间的摩擦系数为W_s＝0.57,钻杆的重力系数g＝0.98N/m，钻孔倾角修正系数为c；

S5：根据第一孔深、第二孔深、第三孔深的测量值，采用公式(2)计算主动钻杆及多个附加钻杆深入地面的最终钻孔深度H:

H＝aH1+bH2+dH3 (2)

公式(2)中，a,b,d为根据经验值得出的H1、H2、H3的权重比例，其中a+b+d＝1。

2.根据权利要求1所述的钻孔深度精确测量方法，其特征在于，所述步骤S4中的所述阈值为钻进初始时，主动钻杆及多个附加钻杆的重量值G₀；当称重模块的测得的重力大于阈值G₀时开始测量。

3.根据权利要求2所述的钻孔深度精确测量方法，其特征在于，所述称重模块在测量时，停止钻进或提升5-15s，待数据稳定后取值。

4.根据权利要求3所述的钻孔深度精确测量方法，其特征在于，停止钻进或提升的时间为10s。

5.一种钻孔深度精确测量装置，应用如权利要求1至4中任一项所述的钻孔深度精确测量方法进行孔深的测量，其特征在于，包括：

钻机；

主动钻杆，可插设于地面内；

多个附加钻杆，沿竖直方向设于所述主动钻杆下端，用于插设至地面内；

钻深辅助指示装置，在钻孔位置的地面安装有钻深辅助指示装置，所述钻深辅助指示装置包括座体、接触测深机构和显示器，所述接触测深机构包括测深轮和计数器，所述测深轮转动设置于所述座体上，且所述测深轮与主动钻杆以及各附加钻杆滚动接触，所述计数器与所述测深轮相对设置，且所述计数器与所述显示器电性连接；

称重模块，线性连接在所述钻机上并与控制中心电连接，其中，所述称重模块具有一测量阈值，当受到所述钻机的反向拉力到达所述测量阈值时，称重模块开始测量；

控制中心，所述称重模块、所述计数器、所述显示器分别与控制中心电性连接，所述控制中心用于测量及存储所述称重模块、所述计数器的数据信息，并进行逻辑运算。